[发明专利]研磨头系统、研磨装置及处理系统

说明书

本发明提供一种可精密控制从固定环等固定部件施加于研磨垫的力的研磨头系统、研磨装置及处理系统。研磨头系统具备：研磨头(7)，其具有：对工件(W)施加按压力的致动器(47)、排列于致动器(47)外侧的固定部件(66)、及连结于固定部件(66)的多个压电元件(72)；及驱动电压施加装置(50)，其对多个压电元件(72)独立地施加电压。

技术领域

本发明关于一种将晶片、基板、面板等工件按压于研磨垫的研磨面来研磨该工件的研磨头系统。此外，本发明关于具备此种研磨头系统的研磨装置。

背景技术

制造半导体元件时，会在晶片上形成各种膜。在配线、接点的形成工序中，在成膜工序后，为了除去膜的不需要的部分及表面凹凸而研磨晶片。化学机械研磨(CMP)是研磨晶片的代表性的技术。该CMP是在研磨面上供给研磨液，而且通过使晶片滑动接触于研磨面来进行的。形成于晶片的膜通过结合研磨液中所含的研磨粒或研磨垫的机械性作用、与研磨液的化学成分的化学性作用来进行研磨。

研磨晶片中，因为将晶片表面滑动接触于旋转的研磨垫，所以摩擦力作用于晶片上。因此，在研磨晶片中，为了避免晶片从研磨头脱离，研磨头具备固定环等固定部件(参照专利文献1)。该固定环以包围晶片的方式配置，在研磨晶片中固定环旋转，而且以晶片的外侧按压研磨垫。

固定环在研磨晶片中，除了防止晶片从研磨头脱离的外，还具有通过按压研磨垫，而在晶片的边缘部附近使研磨垫的一部分变形，通过该垫变形而在晶片的边缘部使晶片与研磨垫的接触状态变化，来控制晶片边缘部的研磨率的功能。具体而言，对研磨垫强力按压固定环时，研磨垫的一部分在晶片的边缘部隆起，该隆起部位将晶片的边缘部推向上方。结果，对晶片边缘部的研磨压力增加。因此，通过固定环对研磨垫的按压力，可控制晶片边缘部的研磨率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017－047503号公报

但是，研磨晶片中，因为固定环与研磨垫的摩擦会造成固定环倾斜，导致固定环对研磨垫的按压力在周向分布不均匀。结果，因为在晶片边缘部研磨垫与晶片表面的接触状态不均匀，导致在晶片边缘部的周向的研磨率分布不均匀。此外，因为固定环本身的磨损，亦造成固定环对研磨垫的按压力在周向分布不均匀。

发明内容

一个方式提供一种研磨头系统，用于一边将具有被处理膜的工件按压于研磨面，一边在研磨液的存在下，使该工件与所述研磨面相对运动，由此研磨该工件，该研磨头系统的特征在于，具备：研磨头，该研磨头具有致动器、固定部件及多个第一压电元件，该致动器对所述工件施加按压力，该固定部件配置于所述致动器的外侧，该多个第一压电元件连结于所述固定部件；及驱动电压施加装置，该驱动电压施加装置对所述多个第一压电元件独立地施加电压。

一个方式中，所述固定部件是分别连结于所述多个第一压电元件的多个固定部件。

一个方式中，所述研磨头系统进一步具备固定部件移动装置，该固定部件移动装置使所述多个第一压电元件及所述固定部件整体朝向所述研磨面移动。

一个方式中，所述固定部件移动装置具备：弹性囊，在该弹性囊的内部形成第一压力室；及第一气体供给管线，该第一气体供给管线连通于所述第一压力室。

一个方式中，所述研磨头进一步具备多个连结部件，该多个连结部件分别连结于所述多个第一压电元件，所述多个连结部件的端面连接于所述固定部件。

一个方式中，所述研磨头进一步具备第一保持部件，该第一保持部件限制所述多个连结部件在与所述固定部件的按压方向垂直的方向上的移动范围。

一个方式中，所述研磨头所述研磨头进一步具备多个按压力测定装置，该多个按压力测定装置测定所述多个第一压电元件分别产生的多个按压力。